MySQL数据库技术与项目应用课件 项目1 搭建数据库运行环境

模块概览搭建数据库运行环境MySQL数据库技术与项目应用01目录/Contents010203认识数据库安装与配置MySQL数据库设置MySQL字符集任务1认识数据库在设计和使用MySQL数据库之前，需要了解数据库的基本概念、数据库的发展以及关系型数据库数据的存储方式。任务场景数据库的基本概念数据（Data）用来记录信息的可识别符号，是信息的具体表现形式。数据是对现实世界的事物采用计算机能够识别、存储和处理的方式进行描述，其具体表现形式可以是数字、文本、图像、音频、视频等。数据库（Database，DB）用来存放数据的仓库。数据库管理系统（DatabaseManagementSystem，DBMS）是操纵和管理数据库的软件，为应用程序提供访问数据库的方法，包括数据的定义、数据操纵、数据库运行管理及数据库建立与维护等功能。数据库的基本概念数据库系统数据库系统（DatabaseSystem，DBS）由软件、数据库和数据库管理员组成。数据库技术的发展数据库技术的发展演变人工管理，文件系统管理，数据库系统管理数据库系统管理的发展演变层次/网状数据库系统，关系数据库系统，新一代数据库系统新一代数据库系统ITDT数据库体系结构考察数据库结构有不同的层次或不同的角度。从数据库管理角度看，数据库通常采用三级模式结构。这是数据库管理系统内部的系统结构。从数据库最终用户角度看，数据库的结构分为集中式结构、文件服务器结构、客户/服务器结构等。这是数据库的外部结构。本节我们讨论数据库的内部结构。数据模型描述数据的组织形式模式用给定的数据模型对具体数据的描述模式的基本概念模式的基本概念1．模式

又称为逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图，也是DBA看到和使用的数据库，又称DBA视图。一个数据库只能有一个模式。仅仅涉及“型”的描述，不涉及具体的值。是数据库系统结构的中间层与数据的物理存储细节和硬件环境无关与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构，而且要定义数据之间的联系、定义与数据有关的安全性、完整性要求2.关系模式关系模式是关系的“型”或元组的结构共性的描述。实际上对应的是关系表的表头。模式的一个具体值称为模式的一个实例。如表中的每一行数据就是一个具体实例。模式是相对稳定的，实例是相对变动的。关系模式实例属性1属性2…属性n模式的基本概念数据库系统三级模式两级映像的体系结构应用程序1应用程序2应用程序3外模式1外模式2模式内模式物理数据库外模式模式内模式用户级DB用户视图概念级DBDBA视图物理级DB内部视图外模式/模式映射模式/内模式映射数据库体系结构数据库体系结构2．外模式外模式又称为子模式或用户模式，是数据库用户（包括程序员和最终用户）能够看到和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。一个数据库可以有多个外模式。示例1——子集学

号姓

名年

龄性

别所

在

系0611101李勇21男计算机系0611102刘晨20男计算机系0611103王敏20女计算机系0621101张立20男信息管理系0621102吴宾19女信息管理系学

号姓

名性

别0611101李勇男0611102刘晨男0611103王敏女0621101张立男0621102吴宾女学生模式外模式学

号06111010611102061110306211010621102姓

名李勇刘晨王敏张立吴宾性

别男男女男女数据库体系结构示例2——重构学生（学号，姓名，性别，年龄，所在系）课程（课程号，课程名，学分）选课（学号，课程号，成绩）学生（姓名，课程名，成绩）姓名课程名成绩数据库体系结构示例2——安全性职工表（职工号，姓名，所在部门，基本工资，职务工资，奖励工资）职工信息（职工号，姓名，所在部门，基本工资，职务工资）数据库体系结构3．内模式

内模式又称为存储模式或物理模式，是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部底层的表示方式。一个数据库只能有一个内模式，又称内部视图。记录的存储方式（顺序，B树结构存储，hash方法存储）索引的组织方式数据是否压缩存储数据是否加密数据存储记录结构的规定数据库体系结构数据库体系结构1．数据库系统的二级映射数据库系统的二级映射是：外模式/模式映射和模式/内模式映射。2．数据独立性

1）物理独立性物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是独立的。物理独立性是通过模式/内模式映射来实现的。

2）逻辑独立性逻辑独立性是指用户的应用程序与逻辑结构是相互独立的。逻辑独立性是通过外模式/模式映射来实现的。数据库体系结构外模式／模式映射的用途——保证数据的逻辑独立性当模式改变时，数据库管理系统修改有关的外模式／模式映象，使外模式保持不变。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。指当表达现实世界的信息内容发生变化时，如：增加信息删除无用信息等不影响应用程序的特性。应用程序学生数据库

学生数据库

逻辑独立性数据库体系结构逻辑独立性示例（学号，姓名，性别）学生（学号，姓名，年龄，性别，所在系）学生（学号，姓名，年龄，性别，所在系，专业）数据库体系结构数据库体系结构模式／内模式映射的用途——保证数据的物理独立性当数据库的存储结构改变了，数据库管理系统修改模式／内模式映象，使模式保持不变。应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。物理独立性示例学

号姓

名年

龄性

别所

在

系0611101李勇21男计算机系0611102刘晨20男计算机系0611103王敏20女计算机系0621101张立20男信息管理系0621102吴宾19女信息管理系D:\x.mdfE:\a.ldf学生数据库

D:\x.idbE:\blogfile0学生数据库

数据库体系结构SQLServerMySQL物理独立性示例学

号姓

名年

龄性

别所

在

系0611101李勇21男计算机系0611102刘晨20男计算机系0611103王敏20女计算机系0621101张立20男信息管理系0621102吴宾19女信息管理系数据库体系结构非独立性在使用文件管理数据时，应用程序常常是数据依赖的，也就是说数据的物理表示方式和有关的存取技术都要在应用程序中考虑，而且，有关物理表示的知识和访问技术直接体现在应用程序的代码中。数据库体系结构非独立性示例Openfile（“D:\data\file1”）file1D:\data\file1file1F:\data\file1Openfile（“F:\data\file1”）数据库体系结构数据库体系结构三级模式结构与两层映像的优点（1）保证数据的独立性。（2）方便用户使用，简化用户接口。（3）保证数据库安全性的一个有力措施。（4）有利于数据的共享性。（5）有利于从宏观上通俗地理解数据库系统的内部结构关系型数据库在关系模型中，实体和实体间的联系均由单一的关系来表示。在关系型数据库中，关系就是表，一个关系型数据库就是若干个二维表的集合。2026年4月数据库流行度排行榜产品选择2026年4月国产数据库流行度排行榜产品选择SQL语言SQL（StructuredQueryLanguage，结构化查询语言）是关系型数据库语言的标准。数据定义语言（DataDefinitionLanguage,DDL）用于创建数据库和数据库对象，为数据库操作提供对象。例如，数据库、表、存储过程、视图等都是数据库中的对象，都需要通过定义才能使用。DDL中主要的SQL语句包括CREATE、ALTER、DROP，分别用来实现数据库及数据库对象的创建、更改和删除操作。数据操纵语言（DataManipulationLanguage,DML）主要是用于操纵数据库中的数据。包括INSERT、SELECT、UPDATE、DELETE等语句。数据控制语言（DataControlLanguage,DCL）主要实现对象的访问权限及对数据库操作事务的控制，包括GRANT、REVOKE、COMMIT和ROLLBACK。数据库中的操作都是通过执行SQL语句来完成，它可以方便的嵌套在Java、C#、PHP等程序语言中，以实现应用程序对数据的查询、插入、修改和删除等操作。大数据时代的数据库NoSQL（Not

Only

SQL）泛指非关系型数据库，采用键值对（key-value）方式存储数据。主要应用于分布式数据处理环境，用于解决大规模数据集合下数据种类的多样性问题。当下流行的NoSQL数据库主要有Redis、MonogoDB、HBase等。NewSQL为了将传统关系型数据库事务的ACID特性和NoSQL的高性能和可扩展性进行有机结合，以提升传统关系数据库在数据分析方面的能力。主要代表的数据库有TiDB、VoltDB、MemSQL等。在大数据时代，适用事务处理的的传统关系型数据库、适用于高性能应用的NoSQL和适用于数据分析应用的NewSQL三种形式不会单一存在，“多种架构支持多类应用”会成为数据库行业应用的基本思路。任务2安装与配置MySQL数据库要使用MySQL来存储和管理数据库，首先要安装和配置MySQL数据库。本任务介绍了MySQL的安装和配置过程，并使用命令行和Navicat工具操作MySQL数据库。任务场景MySQL概述MySQL作为关系型数据库的重要产品之一，由于其体积小、开放源码、成本低等优点，被广泛的应用在Internet的中小型网站上。MySQL的主要特点可移植性好强大的数据保护功能强大的业务处理能力支持大型数据库运行速度快MySQL9.3简介自2009年MySQL5.1发布后，MySQL5.x系列延续了多年，直到2018年4月MySQL8.0首个正式版8.0.11发布。MySQL8.0版本在功能上进行了较大的增加和改进，在进一步提升速度的同时，也更好地提升了用户体验。2024年7月，MySQL9.0Innovation版正式发布MySQL9.0的部分新特性事务性数据字典安全与帐户管理InnoDB增强字符集支持优化器窗口函数数据类型及语法更新系统表更新安装MySQL服务器下载MySQL，其官网下载地址为/downloads。配置MySQL服务器产品配置界面配置MySQL服务器服务器配置类型和网络配置MySQL服务器账号与角色配置配置MySQL服务器Windows服务配置配置MySQL服务器查看MySQL80服务进程安装后的目录结构（1）bin文件夹：用于放置可执行文件。（2）include文件夹：用于放置头文件，如mysql.h、mysqld_

ername.h等。（3）lib文件夹：用于放置库文件。（4）share文件夹：用于存放字符集、语言等信息。MySQL程序目录学习提示：建议将MySQL程序目录中bin文件夹加入到环境变量PATH中，用户即可在命令窗口中直接运行bin目录下的执行文件。安装后的目录结构（1）data文件夹：用于放置日志文件以及数据库。（2）my.ini：是MySQL数据库中使用的配置文件。MySQL数据目录更改MySQL配置修改安装目录下的my.ini文件#数据库连接端口，默认为3306[client]port=3306[mysql]#客户端默认字符集#default-character-set

#服务器参数配置#SERVERSECTION[mysqld]#服务器参数配置#MySQL服务程序TCP/IP监听端口，默认为3306port=3306#服务器安装路径basedir="C:/ProgramFiles/MySQL/MySQLServer8.0/"#服务器中数据文件的存储路径，读者可以根据需要修改些参数datadir="C:/ProgramData/MySQL/MySQLServer8.0/Data/"#设置服务器端的字符集#character-set-server#设置默认的存储引擎，当创建表时若不指定存储类型，则为INNODBdefault-storage-engine=INNODB#设置MySQL服务器的最大连接数max_connections=151使用命令行操作MySQL使用net命令启动和停止MySQL服务netstartmysql93netstopmysql93使用Windows服务管理器启动和停止MySQL服务。使用命令行操作MySQL登录MySQL数据库【例1.1】用户root，登录MySQL服务。mysql为登录命令名，存放在MySQL的安装目录下-h表示后面的参数hostname为服务器的主机地址，当客户端与服务器在同一台机器上时，hostname可以使用localhost或。-u表示后面的参数username为登录MySQL服务的用户名。-p则表示后面的参数为指定用户的密码。mysql–hhostname–uusername-pmysql–hlocalhost–uroot-pMySQL的相关命令命令名简写说明?(\?)显示帮助信息clear(\c)清除当前输入语句connect(\r)连接到服务器，可选参数数据库和主机delimiter(\d)设置语句分隔符exit或quit(\q)退出MySQLhelp(\h)显示帮助信息prompt(\R)改变MySQL提示信息source(\.)执行SQL脚本文件status(\s)获取MySQL的状态信息tee(\T)设置输出文件，并将信息添加所有给定的输出文件use(\u)切换数据库charset(\C)切换字符集【例1.2】查看MySQL命令帮助。mysql>help使用Navicat图形化管理工具操作MySQL【例1.3】使用Navicat连接到MySQL服务器。使用Navicat图形化管理工具操作MySQL【例1.4】Navicat中执行查询语句，查看MySQL内置的系统变量。任务3设置MySQL字符集MySQL8将默认字符集设为utf8mb4，解决了长期困扰程序员因字符集产生的乱码问题。本任务详细介绍了MySQL8.0中常用字符集，并结合实际应用阐述如何设置和选择合适的字符集。任务场景MySQL常用字符集字符集是一套符号和编码的规则。MySQL的字符集包括字符集（CHARACTER）和校对规则（COLLATION）两个概念，其中字符集是用来定义MySQL存储字符串的方式，校对规则则是定义了比较字符串的方式。（1）utf8：也称为通用转换格式（8-bitUnicodeTransformationFormat），是针对Unicode字符的一种变长字符编码，在MySQL中是utf8mb3的别名。utf8编码对英文使用1个字节、中文使用3个字节来编码。utf-8包含了全世界所有国家日常需要用到的字符，是一种国际编码，通用性强。在Internet应用中广泛使用。（2）utf8mb4（mostbytes4）：MySQL8.0默认字符集，是utf8的超集。专门用于兼容4个字节的字符，包括Emoji表情、不常用的汉字、新增的Unicode字符等。（3）latin1：MySQL5.x默认字符集，占1个字节，主要用于西文字符及基本符号的编码，使用该字符集对中文编码会出现乱码。（4）gb2312和gbk：gb2312是简体中文集，而gbk是对gb2312的扩展，，是中国国家编码。gbk的文字编码采用双字节表示，即不论中文和英文字符都使用双字节，为了区分中英文，gbk在编码时将中文每个字节的最高位设为1。查看字符集和校对规则【例1.5】查看MySQL支持的字符集。mysql>SHOWCHARACTERSET;查看字符集和校对规则【例1.6】查看uft8mb4相关字符集的校对规则。mysql>SHOWCOLLATIONLIKE'utf8mb4_0900%';查看字符集和校对规则【例1.7】查看“SQL语言👍”，在指定字符集下的转换结果，其中“👍”为emoji字符。

SELECTCONVERT('SQL语言👍'USINGutf8mb4),CONVERT('SQL语言👍'USINGutf8),CONVERT('SQL语言👍'USINGgbk),CONVERT('SQL语言👍'USINGlatin1);设置MySQL字符集MySQL支持服务器（Server）、数据库（Database）、数据表（Table）、字段（Field）和连接层（Connection）五个层级的字符集设置。数据库进行存取数据时，会根据各层级字符集寻找对应的编码，进行转换，若转换失败则显示为乱码。系统变量名说明character_set_server默认的内部操作字符集，标识服务器的字符集。服务器启动时通过该变量设置字符集，当未设置值时，系统默认为utf8mb4。该变量为createdatabase命令提供默认值character_set_client客户端来源数据使用的字符集，该变量用来决定MySQL如何解释客户端发到服务端的SQL命令character_set_connection连接层字符集。用来决定MySQL如何处理客户端发来的SQL命令character_set_results查询结果字符集。当SQL返回结果时，这个变量的值决定了发给客户端的字符编码character_set_database当前选中数据库的默认字符集character_set_system系统元数据(字段名等)字符集。数据库、表和字段都用这个字符集character_set_filesystem文件系统的编码格式，默认值为binary，表示不对字符编码进行转换character_set_dir指示字符集的安装目录设置MySQL字符集【例1.8】使用SHOW语句查看字符集变量。mysql>SHOWVARIABLESLIKE'char%';设置MySQL字符集【例1.9】使用SET语句修改字符集变量。mysql>SETcharacter_set_client=utf8mb4;mysql>SETcharacter_set_connection=utf8mb4;mysql>SETcharacter_set_results=utf8mb4;项目实践实践任务（1）安装、配置和访问MySQL服务器。（2）安装Navicat图形化管理工具，并使用该工具操作MySQL服务器。（3）使用SHOW语句查看MySQL服务器的字符集、校对规则及状态信息等。（4）了解MySQL服务器配置文件（my.ini）的常用参数。实践内容（1）安装、配置和访问MySQL服务器。（2）安装Navicat图形化管理工具，并使用该工具操作MySQL服务器。（3）使用SHOW语句查看MySQL服务器的字符集、校对规则及状态信息等。（4）了解MySQL服务器配置文件（my.ini）的常用参数。拓展实训1.打开Windows服务组件，将MySQL服务器改为自动启动。2.使用“SHOWSTATUS;”命令查看MySQL服务器的状态信息。3.使用“SHOWDATABASES;”命令查看MySQL服务器下的默认数据库。4.打开“my.ini”文件，记录port、datadir、basedir、default-storage-engine、character-set-server等参数值，了解其各自含义。AI助学：MySQL环境配置诊断师假如你是一名刚入职的开发人员，由于电脑上之前安装了XAMPP软件，导致安装MySQL9.3社区版时无法启动MySQL服务，提示如图所示错误。如何构造精准的提示词，让AI快速分析错误原因，并引导你修复该问题。任务场景AI助学：MySQL环境配置诊断师大语言模型AI助学：MySQL环境配置诊断师提示词工程提示词（prompt）:是人工智能领域与大模型交互的核心工具，既包括技术场景中引导模型输出的指令，也涵盖科技术语解释中的限定性表达。五个基本要素（1）指令（Instruction）：想要AI大模型执行的特定任务或指令。（2）上下文（Context）：提供外部信息或额外的上下文信息，引导语言模型更好地响应。（3）示例（Example）：通过提供输出的